[發(fā)明專利]一種多層結(jié)構(gòu)V2O3限流元件的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210163557.8
• 申請日: 2012-05-24
• 公開（公告）號: CN102682940A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊敬義;劉青
• 申請（專利權(quán)）人: 成都順康新科孵化有限公司
• 主分類號: H01C7/02
• 分類號: H01C7/02;C04B35/10;C04B35/622
• 代理公司: 成都博通專利事務(wù)所 51208
• 代理人: 謝煥武

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種V₂O₃限流元件的制備方法，特別涉及一種多層結(jié)構(gòu)V₂O₃限流元件的制備方法。

背景技術(shù)

長期以來，摻雜?BaTiO₃陶瓷一直是人們所熟悉的典型?PTC?材料，施主摻雜?BaTiO₃陶瓷在居里點附近電阻增加10³-10⁷倍，顯示出顯著的?PTC?特性。?BaTiO₃PTC熱敏陶瓷元件在電子設(shè)備、家用電器等方面獲得了極為廣泛的應(yīng)用，但由于其?PTC?待性來源于陶瓷晶界效應(yīng)，不可避免地受電壓和頻率的影響，同時在摻雜?BaTiO₃陶瓷中難以獲得很低的常溫電阻率（<3Ω·cm）和較大的通流能力（>?3A?)?，因而材料在大電流條件下的應(yīng)用受到限制。讓設(shè)計人員無法做出更多更好的選擇，阻礙了電子工業(yè)的進步。因此，急需提供高電壓和大電流的一種多層結(jié)構(gòu)V₂O₃限流元件的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供高電壓和大電流的一種多層結(jié)構(gòu)V₂O₃限流元件的制備方法。

本發(fā)明的一種多層結(jié)構(gòu)V₂O₃限流元件的制備方法基本構(gòu)思是：摻雜V₂O₃陶瓷是一種新型PTC材料，同BaTiO₃陶瓷相比，其PTC效應(yīng)來源于體內(nèi)溫度誘發(fā)的M-I相變，這種體效應(yīng)不受電壓和頻率的影響，而且該材料具有低的常溫電阻率（10^-2-10^-4Ω·cm）和大的通流能力，與?BaTiO₃等?PTC?材料比較，它們具有如下幾個優(yōu)點：1、臨界溫度（?CTR?）范圍窄小，開關(guān)性能特好；2、室溫電阻率為10^-2-10^-4Ω·cm，比?BaTiO_3?低2-3個數(shù)量級，特別適用于大電流強度場合應(yīng)用；3、材料電壓／頻率沒有相關(guān)性，應(yīng)用范圍廣；4、材料熱敏性由體效應(yīng)引起，而?BaTiO₃系?PTC材料由邊晶界引起，V₂O₃系PTC材材料的特殊性質(zhì)可使元件微型化。因此，可利用材料相變時電阻率、磁化率的突變而廣泛應(yīng)用于無接觸點熱電開關(guān)，熱動繼電器，溫度探測器，智能加熱器，大電流限流元件等。但是V₂O₃陶瓷與?BaTiO₃陶瓷熱敏機理不同，V₂O_3?材料屬于體效應(yīng)材料，?M-I相變等熱過程中各晶粒產(chǎn)生非均勻性形變，而陶瓷材料本身又缺乏足夠的塑性形變機制補償這種非均勻形變．相變時晶胞體積變化達1-1.3?%?。因此使用和制備過程中產(chǎn)生的應(yīng)力十分巨大，微米晶粒級陶瓷材料容易產(chǎn)生微裂縫，造成電性能穩(wěn)定性差，使用壽命短的致命缺陷,細化陶瓷晶粒、增加晶界減少應(yīng)力、提高材料韌性是解決問題的有效途徑。

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是：克服PTC陶瓷限流元件存在不易低阻化，易分層；V₂O₃限流元件存在易碎裂，壽命短。

本發(fā)明技術(shù)解決方案為：

1、采用多層疊片結(jié)構(gòu)來減緩和阻尼應(yīng)力。所謂多層疊片就是指它具有分離的多層限流單元。限流單元之間為具有很好導(dǎo)熱絕緣作用的陶瓷材料層隔開。根據(jù)限流元件的不動作電流大小來決定限流單元的設(shè)計層數(shù)。對于大電流產(chǎn)品（如I>1A），限流單元的層數(shù)可設(shè)計為三層或四層結(jié)構(gòu)。這樣相當(dāng)于多個陶瓷限流元件的并聯(lián)。同時又分散和阻尼了大電流沖擊下對V₂O₃功能層產(chǎn)生的巨大熱應(yīng)力。克服了純V₂O₃導(dǎo)電陶瓷易分層、易碎裂等缺點，大大提高了元件使用壽命。